Escherichia coli productora de shigatoxina (STEC) - Determinación del serogrupo-O y del serotipo H: Identificación molecular (PCR).

Información 28-07-2019.

Las bacterias Escherichia coli productoras de toxina shiga (STEC), particularmente las cepas O157, son importantes patógenos transmitidos por los alimentos que generan numerosos brotes a nivel mundial. Otras cepas STEC no O157, en particular las cepas O26, O45, O103, O111, O121 y O145, son también reconocidas como un problema importante de salud pública. Son responsables de infecciones y enfermedades gastrointestinales, como el síndrome urémico hemolítico (SUH) y la colitis hemorrágica (CH). Muchos alimentos han sido vinculados a estos brotes, destacando las carnes y derivados cárnicos o insuficientemente cocinados.

Las bacterias pertenecientes a la especie E coli incluyen tanto las patógenas como las comensales, que se identifican actualmente por la combinación de sus antígenos O (lipopolisacárido) y H (proteína del flagelo). Se han asociado más de 200 serotipos de STEC O: H diferentes con enfermedades humanas. Los antígenos O en la superficie de E. coli son importantes factores de virulencia que son objetivos del sistema inmune innato y adaptativo y desempeñan un papel importante en la patogenicidad. Los antígenos O, responsables de la especificidad antigénica de la cepa, determinan el serogrupo O.

Las cepas E. coli productora de toxina Shiga, Stx (STEC, por sus siglas en inglés) se ha convertido en un importante agente patógeno transmitido por los alimentos y es un problema grave de salud pública. Sin embargo, la mayoría de las infecciones clínicas por STEC, particularmente aquellas asociadas con brotes y cuadros clínicos graves en pacientes son atribuibles a cepas que pertenecen a un subconjunto de serotipos STEC llamados E. coli enterohemorrágico (ECEH). Este término se acuñó originalmente para las cepas que causan HC y HUS, sintetizan Stx y producen lesiones de adhesión y aplanamiento de la mucosa (A/E), y poseen el plásmido de virulencia 60-MDa. Concretamente, las cepas STEC que producen Stx y lesiones A/E y que poseen el plásmido 60-MDa se denominan "EHEC típicas", que incluyen los serotipos O157: H7, O26: H11, O103: H2, O111: H8, O121: H19, y O145: H28. Las cepas de STEC asociadas a la enfermedad que no producen lesiones A/E y/o no poseen el plásmido de 60-MDa, con menos frecuencia involucradas en enfermedades hemorrágicas que la ECEH típica pero, sin embargo, una causa frecuente de diarrea, se denominan "EHEC atípicas", e incluye los serotipos O91: H21, O113: H21 y O104: H21, así como O76: H19, O128: H2, O146: H28 e incluso O104: H4. Además, en los últimos años, han surgido nuevos serotipos de EHEC como una causa importante de infecciones transmitidas por los alimentos en humanos, incluidos los serotipos O5: H, O15: H2, O45: H2, O55: H7, O103: H25/H11, O118: H16, O123: H11, O165: H25, O172: H25, o O177: H, que se han denominado como " EHEC emergentes".

Independientemente de esta clasificación, las formas del antígeno O: O5, O15, O26, O45, O55, O76, O91, O103, O104, O111, O113, O118, O121, O123, O128, O145, O146, O157, O165, O172 y O177 constituyen los 21 serogrupos-O clínicamente más importantes de E. coli productoras de toxina Shiga (STEC). Aunque el serotipo O157: H7 se ha implicado en la mayoría de los brotes y en la mayoría de los casos de SHU, existe una creciente preocupación por el riesgo para la salud humana asociado con los serotipos de STEC no O157 STEC, que también pueden ser responsables de brotes importantes, como el famoso brote alemán de 2011, causado por la cepa de STEC O104: H4. Los serogrupos O26, O45, O103, O111, O121 y O145 han sido identificados como los "seis grandes" STEC no O157 por los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades como agentes causantes de brotes de enfermedades humanas en todo el mundo. El ganado vacuno y el ganado lechero son reservorios conocidos de cepas STEC que pueden contaminar potencialmente las canales de carne durante el procesamiento.

Tradicionalmente, la determinación de serotipos de E. coli se realiza mediante reacciones de aglutinación utilizando antisueros en contra de las diferentes cepas de referencia estándar de O y H. Sin embargo, el serotipado tradicional es laborioso, requiere mucho tiempo y, a menudo, genera resultados equívocos debido a la reacción cruzada entre diferentes serogrupos. Además, pueden no obtenerse resultados al probar cepas rugosas, que son refractarias a la tipificación. La técnica de referencia requiere la inactivación térmica previa, a diferentes temperaturas, de la cápsula para exponer los antígenos O, y también el uso de una amplia colección de antisueros, que es demasiado costoso para la mayoría de los laboratorios y solo puede ser generado por laboratorios especializados con instalaciones para animales. Por lo tanto, se han desarrollado métodos moleculares rápidos, menos costosos y más específicos para identificar diferentes serotipos de E. coli. Gran parte de la variación del antígeno O en E. coli es una consecuencia de la extensa diversidad genética dentro del grupo de genes de la región rfb, que codifica muchas de las enzimas involucradas en la biosíntesis y el ensamblaje del antígeno O. La región rbf generalmente incluye tres tipos diferentes de genes: (i) genes que codifican enzimas involucradas en la síntesis de los azúcares que forman la subunidad O; (ii) genes que codifican transferasas, que ensamblan sustituyentes de azúcar en la subunidad O; y (iii) genes que codifican proteínas involucradas en las etapas de procesamiento y ensamblaje para construir el antígeno-O a partir de la subunidad O, como el gen wzx (que rodea el transportador de antígeno-O o flipasa) y el gen wzy (que abarca la polimerasa del antígeno O). Varios genes en el grupo de genes del antígeno O, en particular wzx y wzy, muestran una similitud relativamente baja entre los diferentes serogrupos de E. coli y, por lo tanto, mediante el diseño de cebadores específicos de serogrupo dirigidos a los genes wzx y wzy se pueden desarrollar ensayos de PCR específicos de serogrupo, que permita detectar mediante PCR la presencia de cada uno de los serogrupos-O de E.coli.

Pruebas realizadas en IVAMI:

  • Identificación molecular del serogrupo-O de Escherichia coli.
  • Identificación molecular de los principales serotipos H de Escherichia coli.

Muestra recomendada:

  • Escherichia coli cultivado de muestra clínica, animal, alimentaria, etc.

Conservación y envío de la muestra:

  • Refrigerada (preferido) durante menos de 2 días.
  • Congelada: más de 48 horas.

Plazo de entrega de resultados:

  • Identificación molecular del serogrupo-O de Escherichia coli: 48 a 72 horas.
  • Identificación molecular de los principales serotipos H de Escherichia coli: 48 a 72 horas.

Coste de la prueba:  

  • Identificación molecular del serogrupo-O de Escherichia coli: Consultar a ivami@ivami.com.
  • Identificación molecular de los principales serotipos H de Escherichia coli: Consultar a ivami@ivami.com.